Dronekuvausaineiston georeferointi ilman maaston tukipisteitä

Abstract

Insinöörityössä tutkittiin dronekuvausaineiston georeferoinnin tarkkuutta ilman maaston tukipisteitä. Kuvauksessa käytettiin RTK-paikannukseen perustuvaa dronea ja kuvauslento suoritettiin Turun ratapihalla. Kuvausaineistosta prosessoidusta pistepilvestä muodostettiin maastomalli aineiston vertailua varten, jonka jälkeen mallin korkeutta verrattiin mitattujen tukipisteiden korkeusarvoihin.

Tutkimuksen tueksi selvitettiin dronekuvauksen kartoitustekniikkaa ja aikaisempia tutkimuksia aiheesta. Ilmakuvien käsittelyyn käytetään SfM-menetelmää (Structure From Motion), jossa 2D-kuvista muodostetaan 3D-malli, jolloin myös dronen kamera kalibroidaan. Tällöin määräytyy kameran polttoväli, joka on suoraan verrannollinen muodostetun pistepilven korkeusarvoon. Olennaisena osana on tällöin kameran kalibroinnin onnistuminen.

Tutkimuksessa aineisto prosessoitiin kahteen kertaan eri asetuksilla: kameran optimoinnilla ja alkuarvoilla. Vertailtaessa korkeustarkkuutta optimoinnilla saatiin 100 metrin lentokorkeudelta 5 cm korkeusero ja 75 metrin lentokorkeudelta 26 cm korkeusero. Kun asetukset olivat kameran alkuarvoilla, saatiin noin 10 cm korkeusero kummaltakin lentokorkeudelta. Näiden erojen perusteella päädyttiin prosessoimaan erilaisilla kameran polttovälin arvoilla, jolloin saatiin kameran polttovälin pikseliarvo, jolla korkeustarkkuus oli lähes nolla. Tästä pääteltiin, että kameran kalibroinnin onnistumiseen voi vaikuttaa moni asia ja jopa erilaisilla prosessointikerroilla voidaan saada eri arvoja, kun ei käytetä maaston tukipisteitä.

Tutkimuksessa ei selvinnyt se, mikä vaikutti kameran kalibroinnin onnistumiseen ja huomattavaan korkeuseroon. Työn tuloksista voidaan kuitenkin päätellä, että ilman tukipisteitä ei pitäisi lentää, koska kuvausaineistolle ei tällöin saada laaduntarkistusta.